本發(fā)明涉及半導體領域，具體地，本發(fā)明涉及一種半導體器件及其制備方法、電子裝置。

背景技術：

隨著半導體技術的不斷發(fā)展，在傳感器(motion sensor)類產(chǎn)品的市場上，智能手機、集成CMOS和微機電系統(tǒng)(MEMS)器件日益成為最主流、最先進的技術，并且隨著技術的更新，這類傳動傳感器產(chǎn)品的發(fā)展方向是規(guī)模更小的尺寸，高質(zhì)量的電學性能和更低的損耗。

其中，微電子機械系統(tǒng)(MEMS)在體積、功耗、重量以及價格方面具有十分明顯的優(yōu)勢，至今已經(jīng)開發(fā)出多種不同的傳感器，例如壓力傳感器、加速度傳感器、慣性傳感器以及其他的傳感器。

在MEMS器件制備過程中，要對MEMS器件中的深槽中的結構涂膠，因臺階高度差太大，旋轉(zhuǎn)涂覆不能解決，常采用噴涂方式解決。

對于較深的溝槽，需多次噴射涂膠，才能滿足底部膠厚要求。然而，受結構深度及噴射涂膠原理限制，結構底部角落的地方膠厚總是偏薄，有時甚至會出現(xiàn)光刻膠孔洞缺陷，如圖1-2所示。這種孔洞缺陷在后續(xù)蝕刻工藝中會被刻蝕到下層結構上，從而影響器件性能，甚至導致器件損毀。

因此需要對目前MEMS器件的制備方法作進一步的改進，以便消除上述各種弊端。

技術實現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發(fā)明為了克服目前存在問題，提供了

一種半導體器件的制備方法，包括：

步驟S1：提供晶圓，在所述晶圓上噴涂光刻膠，所述光刻膠的厚度小于目標厚度；

步驟S2：在所述光刻膠上噴涂能溶解所述光刻膠的溶劑，以將表層的所述光刻膠溶解，并執(zhí)行烘烤步驟，以揮發(fā)所述溶劑并使所述光刻膠表面平滑；

步驟S3：重復所述步驟S2至所述光刻膠的厚度為目標厚度。

可選地，所述方法還包括：

步驟S4：對目標厚度的所述光刻膠進行光刻，以在所述光刻膠中形成目標圖案。

可選地，所述方法還包括：

步驟S5：以所述光刻膠為掩膜蝕刻所述晶圓，以將所述目標圖案傳遞至所述晶圓中。

可選地，在所述步驟S4中，對所述光刻膠進行曝光和顯影，以在所述光刻膠中形成所述目標圖案。

可選地，在所述步驟S1中在所述晶圓的深槽中噴涂所述光刻膠，以最終形成目標厚度的所述光刻膠。

可選地，在所述步驟S1中在所述晶圓的臺階形結構上噴涂所述光刻膠，以最終形成目標厚度的所述光刻膠。

本發(fā)明還提供了一種如上述方法制備得到的半導體器件。

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括上述的半導體器件。

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明公開了一種改善MEMS器件中噴膠缺陷的方法。首先，在晶圓上噴涂光刻膠，光刻膠厚度應小于或等于后續(xù)刻蝕工藝要求。然后，在光刻膠表面噴涂一層可溶解光刻膠的溶劑，將表層的光刻膠溶解。對其加熱烘烤，使溶劑揮發(fā)，而光刻膠表面也會變得更平滑。之后，重復噴膠-噴溶劑-烘烤步驟，直到光刻膠厚度滿足刻蝕要求。這樣就在深槽結構中均勻的噴涂了光滑且無空洞或顆粒缺陷(defect)的膠光刻層。其后，對光刻膠進行曝光、顯影，使其形成圖形。最后，將光刻膠圖形刻蝕傳遞到晶圓上。

本發(fā)明所述方法充分利用了多次噴膠-稀釋-烘烤的工藝，形成了高質(zhì)量光刻膠涂層，改善了深槽結構中,底部光刻膠厚度難以提高，光刻膠層空洞，顆粒缺陷多等問題，大大提高了光刻圖形質(zhì)量，不改變其他工藝流程，不增加光罩，具有成本低、實施性強等優(yōu)點。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，

圖1為現(xiàn)有技術中所述MEMS器件的SEM示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術中所述MEMS器件的SEM示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實施方式中所述MEMS器件的制備工藝流程圖；

圖4為本發(fā)明所述方法制備得到的所述MEMS器件的SEM示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

應當理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。

應當明白，當元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，當元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)?。應當明白，盡管可使用術語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關系術語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關系。應當明白，除了圖中所示 的取向以外，空間關系術語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應地被解釋。

在此使用的術語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應明白術語“組成”和/或“包括”，當在該說明書中使用時，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術語“和/或”包括相關所列項目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及詳細的結構，以便闡釋本發(fā)明的技術方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

實施例一

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種MEMS器件的制備方法，下面結合附圖3-4對所述方法做進一步的說明，其中，圖3為本發(fā)明一具體實施方式中所述MEMS器件的制備工藝流程圖；圖4為本發(fā)明所述方法制備得到的所述MEMS器件的SEM示意圖。

首先，執(zhí)行步驟101，提供晶圓，在所述晶圓上噴涂光刻膠，所述光刻膠的厚度小于目標厚度。

具體地，在該步驟中提供晶圓，在所述晶圓中可以形成CMOS器件以及各種MEMS元件，其中所述MEMS元件是指所述MMES傳感器中必要的各種元器件，以運動傳感器為例，所述晶圓中可以形成各種臺階形結構、各種凹槽、溝槽結構等。

其中，由于所述MEMS器件中的深槽結構或臺階高度差太大，旋轉(zhuǎn)涂覆(spin coating)不能在深槽結構或臺階結構上有效的涂覆，常采用噴涂(spray)的方式解決。

其中，對于較深的溝槽，需多次噴射涂膠，才能滿足底部膠厚要求。然而，受結構深度及噴射涂膠原理限制，結構底部角落的地方膠厚總是偏薄，又是甚至會出現(xiàn)光刻膠孔洞缺陷。

因此在本申請中通過多次噴涂的方法形成所述光刻膠，在該步驟中所述光刻膠的厚度小于目標厚度，其具體厚度可以根據(jù)目標厚度噴涂次數(shù)以及溶劑去除的量進行選擇。

在該步驟中在所述晶圓的深槽中噴涂所述光刻膠，或在所述晶圓的臺階形結構上噴涂所述光刻膠，以最終形成目標厚度的所述光刻膠，但是所述方法并不僅局限于所述特殊結構的器件。

執(zhí)行步驟102，在所述光刻膠上噴涂一層能溶解光刻膠的溶劑，以將表層的所述光刻膠溶解。

本申請的發(fā)明人對現(xiàn)有技術中光刻膠存在孔洞等缺陷的原因進行了研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生缺陷(defect)的主要因素:

1、面積增多，噴膠量不變。

2、坑底的可接受膠方向只有表面的1/4。

3、多種因素疊加導致坑底拐角(corner)容易產(chǎn)生孔洞(avoid)或光刻膠顆粒(PR particle)。這將在蝕刻過程中引起缺陷。

為了解決該問題，在該步驟中在所述光刻膠上噴涂一層能溶解光刻膠的溶劑，以溶解光刻膠表層的部分所述光刻膠，在溶解的過程中所述光刻膠不僅變得更為平滑、平坦，增加噴膠面積，而且還可以去除光刻膠中形成的孔洞(avoid)或光刻膠顆粒(PR particle)。

在該步驟中去除了光刻膠中形成的孔洞(avoid)或光刻膠顆粒(PR particle)，在后續(xù)的步驟中可以更好地進行蝕刻工藝。

執(zhí)行步驟103，執(zhí)行烘烤步驟，以揮發(fā)所述溶劑使所述光刻膠表面平滑。

在該步驟中執(zhí)行烘烤步驟，在所述烘烤步驟中不僅可以去除未發(fā)生反應的溶劑，還可以固化所述光刻膠，以使剩余的所述光刻膠的表面更加平坦和平滑。

可選地，所述烘烤的溫度為150-180℃，所述烘烤時間為1-5min，但是并不局限于該數(shù)值范圍。

執(zhí)行步驟104，重復所述步驟102-103至所述光刻膠的厚度至目標厚度。

在該步驟中重復噴膠-噴溶劑-烘烤步驟，直到光刻膠厚度滿足刻蝕要求。通過所述方法可以在深槽結構或臺階結構中均勻的噴涂了光滑且無空洞或顆粒缺陷的膠光刻層。

執(zhí)行步驟105，對目標厚度的所述光刻膠進行光刻，以在所述光刻膠中形成目標圖案。

在該步驟中對所述光刻膠進行曝光和顯影，以在所述光刻膠中形成所述目標圖案。

其中所述曝光顯影可以參照現(xiàn)有技術中常用的各種方法，并不局限于某一種，在此不再贅述。

執(zhí)行步驟106，以所述光刻膠為掩膜蝕刻所述晶圓，以將所述目標圖案傳遞至所述晶圓。

在該步驟中所述蝕刻方法可以選用干法蝕刻或者濕法蝕刻，在本發(fā)明中選用C-F蝕刻劑來蝕刻所述晶圓，所述C-F蝕刻劑為CF₄、CHF₃、C₄F₈和C₅F₈中的一種或多種。在該實施方式中，所述干法蝕刻可以選用CF₄、CHF₃，另外加上N₂、CO₂中的一種作為蝕刻氣氛，其中氣體流量為CF₄10-200sccm，CHF₃10-200sccm，N₂或CO₂或O₂10-400sccm，所述蝕刻壓力為30-150mTorr，蝕刻時間為5-120s。

至此，完成了本發(fā)明實施例的MEMS器件制備的相關步驟的介紹。在上述步驟之后，還可以包括其他相關步驟，此處不再贅述。并且，除了上述步驟之外，本實施例的制備方法還可以在上述各個步驟之中或不同的步驟之間包括其他步驟，這些步驟均可以通過現(xiàn)有技術中的各種工藝來實現(xiàn)，此處不再贅述。

為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明公開了一種改善MEMS器件中噴膠缺陷的方法。首先，在晶圓上噴涂光刻膠，光刻膠厚度應小于或等于后續(xù)刻蝕工藝要求。然后，在光刻膠表面噴涂一層可溶解光刻膠的溶劑，將表層的光刻膠溶解。對其加熱烘烤，使溶劑揮發(fā)，而光刻膠表面也會變得更平滑。之后，重復噴膠-噴溶劑-烘烤步驟，直到光刻膠厚度滿足刻蝕 要求。這樣就在深槽結構中均勻的噴涂了光滑且無空洞或顆粒缺陷(defect)的膠光刻層。其后，對光刻膠進行曝光、顯影，使其形成圖形。最后，將光刻膠圖形刻蝕傳遞到晶圓上。

本發(fā)明所述方法充分利用了多次噴膠-稀釋-烘烤的工藝，形成了高質(zhì)量光刻膠涂層，改善了深槽結構中,底部光刻膠厚度難以提高，光刻膠層空洞，顆粒缺陷多等問題，大大提高了光刻圖形質(zhì)量，不改變其他工藝流程，不增加光罩，具有成本低、實施性強等優(yōu)點。

圖3為本發(fā)明一具體實施方式中所述MEMS器件的制備工藝流程圖，具體包括以下步驟：

步驟S1：提供晶圓，在所述晶圓上噴涂光刻膠，所述光刻膠的厚度小于目標厚度；

步驟S2：在所述光刻膠上噴涂能溶解所述光刻膠的溶劑，以將表層的所述光刻膠溶解，并執(zhí)行烘烤步驟，以揮發(fā)所述溶劑并使所述光刻膠表面平滑；

步驟S3：重復所述步驟S2至所述光刻膠的厚度為目標厚度。

實施例二

本發(fā)明還提供了一種MEMS器件，所述MEMS器件通過實施例1中的所述方法制備得到，所述器件包括：晶圓；光刻膠的掩膜層。

其中，所述光刻膠掩膜的形成方法包括：在晶圓上噴涂光刻膠，光刻膠厚度應小于或等于后續(xù)刻蝕工藝要求。然后，在光刻膠表面噴涂一層可溶解光刻膠的溶劑，將表層的光刻膠溶解。對其加熱烘烤，使溶劑揮發(fā)，而光刻膠表面也會變得更平滑。之后，重復噴膠-噴溶劑-烘烤步驟，直到光刻膠厚度滿足刻蝕要求。通過所述方法在深槽結構中均勻的噴涂了光滑且無空洞或顆粒缺陷(defect)的膠光刻層。其后，對光刻膠進行曝光、顯影，使其形成圖形。最后，將光刻膠圖形刻蝕傳遞到晶圓上。

本發(fā)明所述方法制備得到的器件中形成了高質(zhì)量光刻膠涂層，改善了深槽結構中，底部光刻膠厚度難以提高，光刻膠層空洞，顆粒缺陷多等缺陷。大大光刻圖形質(zhì)量，不改變其他工藝流程，不增加光罩，具有成本低、實施性強等優(yōu)點。

實施例三

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括實施例二所述的MEMS器件。其中，半導體器件為實施例二所述的MEMS器件，或根據(jù)實施例一所述的制備方法得到的MEMS器件。

本實施例的電子裝置，可以是手機、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機、電視機、VCD、DVD、導航儀、照相機、攝像機、錄音筆、MP3、MP4、PSP等任何電子產(chǎn)品或設備，也可為任何包括所述MEMS器件的中間產(chǎn)品。本發(fā)明實施例的電子裝置，由于使用了上述的MEMS器件，因而具有更好的性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。